Elektrický výkonový systém se definuje jako síť elektrických komponentů používaných k dodávání, přenosu a spotřebě elektrické energie. Dodávka se provádí prostřednictvím nějaké formy generace (např. elektrárna), přenos se provádí přes přenos (prostřednictvím přenosovou linku) a rozdělovací systém, a spotřeba může být prostřednictvím bytových aplikací, jako je napájení světel nebo klimatizace ve vašem domě, nebo prostřednictvím průmyslových aplikací, jako je provoz velkých motorů.
Příkladem výkonového systému je elektrická síť, která poskytuje energii do domácností a průmyslu v rozsáhlém oblasti. Elektrická síť lze zhruba rozdělit na generátory, které dodávají energii, přenosový systém, který přenáší energii z centrálních elektráren do středisek spotřeby, a rozdělovací systém, který dodává energii do blízkých domácností a průmyslových podniků.
Menší výkonové systémy najdeme také v průmyslu, nemocnicích, komerčních budovách a domácnostech. Většina těchto systémů spoléhá na třífázovou střídavou energii – standard pro velkoskalový přenos a distribuci elektrické energie v moderním světě.
Specializované výkonové systémy, které nevždy spoléhají na třífázovou střídavou energii, najdeme v letadlech, elektrických železničních systémech, oceánských liniérách, ponorkách a automobilech.
Generační elektrárny produkují elektrickou energii na nízké napětí. Udržujeme generační napětí na nízké úrovni, protože má některé specifické výhody. Nízké napětí při generaci způsobuje menší zatěžování armatury alternátoru. Proto při nízkém napětí můžeme postavit menší alternátor s tenčší a lehčí izolací.
Z hlediska inženýrství a návrhu jsou menší alternátory praktičtější. Nelze přenést tuto energii na nízkém napětí do středisek spotřeby.
Přenos energie na nízkém napětí způsobuje větší ztráty v mědě, špatnou regulaci napětí a vyšší náklady na instalaci přenosového systému. Abychom zabránili těmto třem problémům, musíme napětí zvýšit na konkrétní vysokou úroveň.
Nelze zvýšit napětí systému nad určitou úroveň, protože při překročení určité hranice napětí dramaticky narůstají náklady na izolaci a také náklady na nosné struktury linky kvůli udržení dostatečného vzdálenosti od země.
Přenosové napětí závisí na množství přenášené energie. Dalším parametrem, který určuje úroveň napětí systému pro přenos určitého množství energie, je impulsní zatěžování.
Pro zvýšení napětí systému používáme zvedák napětí a jejich související ochranné a operační uspořádání v elektrárně. Toto nazýváme generační podsíť. Na konci přenosové linky musíme snížit přenosové napětí na nižší úroveň pro sekundární přenos nebo distribuci.
Zde používáme spadák napětí a jejich související ochranné a operační uspořádání. To je přenosová podsíť. Po primárním přenosu elektrická energie projde sekundárním přenosem nebo primární distribucí. Po sekundárním přenose nebo primární distribuci opět snížíme napětí na požadovanou nízkou úroveň napětí pro distribuci na ploše spotřebitele.
Toto byla základní struktura elektrického výkonového systému. I když jsme nezmínili detaily každého zařízení použitého v elektrickém výkonovém systému. Kromě tří hlavních komponent, alternátor, transformátor a přenosová linka, existuje mnoho dalších souvisejících zařízení.
Některé z těchto zařízení jsou
proudový přerušovač, ochrana proti blesku, izolátor, proudový transformátor, napěťový transformátor, kondenzátorový napěťový transformátor, vlnový chyták, kapacitní banka, reléový systém, ovládací uspořádání, uzemňovací uspořádání linky a zařízení podsítě atd.
Z ekonomického hlediska vždy stavíme elektrárnu tam, kde jsou zdroje snadno dostupné. Spotřebitelé spotřebovávají elektrickou energii, ale mohou bydlet v takových místech, kde zdroje pro výrobu elektřiny nejsou k dispozici.
Nejen to, někdy existuje mnoho jiných omezení, které nám nedovolí postavit elektrárnu blízko hustě osídleným oblastem nebo střediskům spotřeby.
Místo toho používáme externí zdroj generace a pak přenášíme tuto vygenerovanou energii do středisek spotřeby přes dlouhou přenosovou linku a rozdělovací systém.
Celé uspořádání od elektráren až po spotřebitele pro efektivní a spolehlivé dodávání elektřiny nazýváme elektrický výkonový systém.
Prohlášení: Respektujte původ, doporučené články stojí za sdílení, pokud dojde k porušení autorských práv, kontaktujte nás pro odstranění.
